弱精子症患者精子中SEPT7基因表达情况研究

王瑞珩 王忠 张鲁忠 徐勇

【摘要】目的：研究人隔蛋白7（SEPT7）基因表达与弱精子症的相关性。方法：留取2013年4月至2014年12月我院门诊就诊的弱精子症40例患者的精液标本，分析SEPT7基因表达与弱精子症的相关性。结果：患者的正常精子的浓度及pH与弱精子无关，不具有统计学意义（P>0.05），患者正常精子的平均光密度值高于弱精子，在前向运动精子率上，正常精子高于弱精子，而且正常精子与弱精子在SEPT7 mRNA基因表达上具有显著差异，正常精子与弱精子比较差异显著，具有统计学意义（P<0.05）。结论：在弱精子中患者的精液中，SEPT7基因及其蛋白产物表达具有相关性，通过检测判断基因表达是否正常，为诊断和治疗提供科学依据。

【关键词】人隔蛋白7；基因表达；弱精子症；相关性

Correlation of SEPT7 gene expression and asthenospermiaWANG Ruiheng1， WANG Zhong2△， ZHANG Luzhong1， XU Yong1. 1. Department of Urology， Fengxian District Fengcheng Hospital， Shanghai 201411， China； 2. Department of Urology， Ninth Peoples Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University， Shanghai 200011， China

【Abstract】Objectives： To study the correlation of SEPT7 gene expression and asthenospermia. Methods： The asthenospermia semen samples of 40 asthenospermia patients diagnosed in our hospital from April 2013 to December 2014 were collected and the correlation of SEPT7 gene expression and asthenospermia was analyzed. Results： Patients with normal sperm concentration and sperm PH was irrelevant with asthenospermia， without statistical significance （P> 0.05）. The mean optical density value was higher than in patients with normal sperm. In terms of the forward movement of sperm rate， normal sperm was higher than weak sperm， and normal sperm and sperm weak had significant differences in gene expression of SEPT7mRNA， with statistically significant difference （P<0.05）. Conclusions： In the semen of patients， the gene SEPT7 is associated with the expression of its protein products， and to determine whether its normal gene expression provides a scientific basis for the diagnosis and treatment.

【Key words】SEPT7； Gene expression； Asthenospermia； Correlation

【中图分类号】R698【文献标志码】A

在世界卫生组织召开的环境对生殖影响的国际研讨会上，学者们郑重提出，21世纪，不育症成为第三大疾病，仅次于肿瘤和心脑血管疾病[1]。在我国，10%的夫妇患有不育症。根据国家人口和计划生育委员会的调查数据显示，我国男性精液质量逐年下降，在工业发达的地区，精液中精子质量下降的速度更快，弱精子症成为男性不育的主要原因中的一种[2]。针对男性不育弱精子症情况，本研究收集我们门诊就诊的弱精子症患者40例的精液标本，对精子中的人隔蛋白7（SEPT7）基因表达进行研究，以期为患者的临床诊断和治疗提供新的思路和方法。

1资料与方法

1.1一般资料

本研究获得医院伦理委员会许可，留取2013年4月至2014年12月我院门诊就诊的弱精子症40例患者的精液标本作为研究组，留取患者均对本次研究知情，并同意参与研究，患者年龄在24～36岁之间，平均年龄在（29.4±1.2岁）。留取患者夫妇同居时间在1年以上，未采用任何避孕措施，是男方原因造成的女方不孕。患者精液参数中的精液量和形态学正常，精子活力（a+b）级<50%。排除支原体和衣原体等感染性的标本；排除精浆抗精子抗阳性等自身免疫性标本，排除精浆果糖、生殖激素等生化检查结果异常的标本。

1.2精子活力判断

精子活动能力分为4级：a级：精子活动力极好，呈快速直线向前运动；b级：精子活动力很好，直线向前运动；c级：精子活动力一般，向前曲线运动；d级：精子活动能力差，只在原地蠕动。弱精子症是指（a级和b级）小于50%或a级运动的精子小于25%。

1.3方法

将40例患者的精液在取精，准备标本操作结束后，分出上层云雾状正常活力精子标本及底部沉淀弱精子标本。然后分别采用逆转录-多聚酶链式反应（RT-PCR）及STEP7蛋白检测（免疫细胞化学分析）进行研究。

1.4统计学处理

采用SPSS17.0软件包进行统计学分析。SEPT7 mRNA和蛋白在两组中表达量变化的数据采用t验进行分析；检验水准α=0.05。

2结果

2.1患者精液参数比较

患者的正常精子的浓度及pH与弱精子无关，不具有统计学意义（P>0.05）；在前向运动精子率上，弱精子明显不如正常精子，差异显著，具有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2患者不同精子SEPT7基因表达

患者的正常精子与弱精子在SEPT7 mRNA基因表达上具有显著差异，在蛋白检测中同样具有显著差异，具有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.3患者精子中的SEPT7的定位与表达

患者正常精子的平均光密度值高于弱精子，与弱精子比较差异显著，具有统计学意义（P<0.05）。见表3。

3讨论

3.1导致弱精症的因素

弱精症与精子活力程度有一定的关系，随着社会的发展，男性群体存在生殖道感染、抗精子抗体、精索静脉曲张、隐睾症、生育相关的各种激素水平失调、精液不液化、精液黏稠度过高、糖尿病等全身性疾病，这些疾病对男性的精子活力造成了影响[3，4]。而吸烟、饮酒、服用药物等因素也对精子造成了影响，从而导致了男性精子过弱和不育症的发生[5]。但在临床上，对男性精子活力降低的因素由于类多而杂，因此，不能明确找出原因，同时，由于发病机制不清晰，弱精子症患者的精液标本NO增高，超氧化物歧化酶降低，精子膜的流动性减低，蛋白质磷酸化受损，精浆内微量元素的缺乏都与精子的活力有着密切的关系[6-8]。

3.2精子运动与弱精症

精子是靠精子鞭毛的摆动实现运动的，这个过程实质是轴丝及其附属结构在调节蛋白的协调下，促进鞭毛重复循环的拍击、波动，从而使精子能够向前运动，借助运动力穿过宫颈黏液的位置，顺利到达受精的位置，然后再穿过放射冠部位、透明带位置，再进入到朊细胞的包浆内，与卵子结合成受精卵[9]。在目前的研究中发现，精子在运动过程中，参与运动的精子鞭毛轴丝及其附属结构的蛋白达到了250多种，其中的动力蛋白、辐射轴蛋白具有调节的作用，微管素蛋白和连接蛋白构成了轴丝，ODFS和FS等附属结构维持了鞭毛轴丝的结构的完整性[10，11]。当精子上的这些组成成分发生突变时，精子鞭毛的结构和功能发生紊乱，导致弱精子症的发生。

3.3Septins在精子中的地位

Septins最开始是构成酵母芽颈的主要结构，是在酵母中发现的，不论哪一种表达发生缺失，都会使酵母细胞的周期发生问题，如停滞、出牙生长缺点等，分析原因，这是与母细胞、芽细胞之间的分离有直接的关系，因此被称为Septins[12]。随着医学技术的进步，人们对分子研究水平的提高，发现一些基因和蛋白与弱精子症有着一定的关系。通过导致弱精子症发病机制的认识，发现tektin-t、DNAI1，DNAH5和DNAH11、AKAP3和AKAP4、Smcp等都与弱精子症有关，其中Septins是得到关注较多的一组基因[13]。Septins是具有GTP酶活性的高度保守的细胞骨架蛋白家族，目前已知的家族成员有14个，在经过不同的剪接、翻译位点的方式，产生了多种变异剪接的亚型，其中在精子中段和主段之间的环形结构上，SEPT7定位成为中段和主段分界的主要标志[14]。经过减数分裂，精子细胞分化、成熟，在运动中具有重要的地位。SEPT7作为精子鞭毛结构组成成分中的一种，在精子发生过程中，能够维持线粒体结构，促使环结构形成。以雄性小鼠为例，当将SEPT7基因除掉后，精子环结构出现了缺失情况，进而失去了活动能力，不能泳动，由于精子的运动能力是在附睾上获得的，当小鼠的线粒体发生紊乱、异形、嵴数量减少，这种出现紊乱的环结构或Septin环在弱精子症的表现中是一个亚型[15]。在小鼠精子形成的各个阶段SEPT7表达的研究中发现，从精母细胞至成熟精子之间的各个阶段表达中，SEPT7的表达均很明显，从减数分裂后，形成精子的第9步开始，圆形的精子细胞质随着线粒体在精子颈带核周环的位置聚集，而在10～11步后，SEPT7和线粒体的信号开始向精子尾部移动，而且在成熟的精子的头部和尾部的环结构定位，其中尾部的浓度最高[16]。同时发现的是，弱精子症患者的SEPT7信号较弱，这证实SEPT7在精子鞭毛中段和环结构的构成中存在，并扮演着重要角色。此外，研究发现弱精子症患者的精子环结构SEPT4和SEPT7亚型的缺陷，由此推测SEPT7在精子中段和环形成中，与DNAJB13产生直接或间接的作用。考虑到环结构的异常定位可能导致线粒体鞘的缺失，可以推测SEPT7可能参与精子亚细胞间隔的形成，使鞭毛各段成为独立的区室。因此SEPT7可作为检测精子成熟的生物标记[18]。

综上所述，导致弱精子症的原因具有复杂性，发生机制不明，因此，在临床治疗上缺乏针对性，导致治疗效果很难预测，一些患者只好将希望投注在辅助生殖技术上，但存在昂贵的费用和相应的遗传风险。本研究对SEPT7基因表达进行深入研究，期望能够作为诊断弱精子症患者基因诊断的新方向，并给予准确的治疗。而人精液中SEPT7试剂盒在研究成功后的应用，使正常男性精液SEPT7基因与蛋白表达水平有了的参考范围，对弱精子症患者的SEPT7基因表达的检测、治疗提供了新的思路，具有可靠的前景。

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